Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Den Lebensnerv des Tumors treffen

19.01.2010
Schweizerisch-Finnisches Forschungsteam klärt Struktur einer wichtigen Ansatzstelle für Krebsmedikamente

Um wachsen zu können, muss ein Krebstumor von Blut- und Lymphgefässen durchzogen sein, die ihn mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgen und durch die der in der Zelle entstehende Abfall entsorgt werden kann.

Um sich diese Versorgung zu sichern, senden Tumore Botenstoffe aus, die umliegende Gefässe veranlassen, sich zu verzweigen und in den Tumor hineinzuwachsen. Einen wichtigen Schritt zum besseren Verständnis der molekularen Vorgänge bei der Gefässbildung in Tumoren haben nun Forschende des Paul Scherrer Instituts und des Biomedicum in Helsinki, Finnland gemacht.

Sie haben die Struktur der Bindungsstelle aufgeklärt, an der sich ein Botenstoffmolekül mit dem entsprechenden Rezeptor auf der Zelloberfläche verbindet. Durch diese Verbindung wird das Wachstum der Lymphgefässe angeregt. Dieses Wissen kann in der Zukunft für die weitere Entwicklung neuer Medikamente verwendet werden, die diese Rezeptoren gezielt blockieren. So können diese Mittel das Wachstum der Gefässe verhindern und den Tumor aushungern. Die Ergebnisse erscheinen in der Woche vom 18. Januar in der Online-Ausgabe der Zeitschrift der Amerikanischen Akademie der Wissenschaften (PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Vor ca. 20 Jahren hat der amerikanische Mediziner Judah Folkman eine neuartige Tumortherapie vorgeschlagen, bei der durch gezielte Blockierung des Wachstums der Tumorblutgefässe der Tumor ausgehungert und so indirekt an seiner Ausbreitung gehindert würde. Ein auf diesem Konzept bestehender Therapieansatz wurde in der Zwischenzeit entwickelt und wird in der Klinik angewendet. Um dieses Verfahren optimieren zu können, ist es wichtig, die genauen molekularen Vorgänge zu verstehen, die hinter der Bildung der Gefässe stehen. Dazu haben die Forschenden aus der Schweiz und aus Finnland nun einen entscheidenden Beitrag geleistet.

Moleküle, die für das Wachstum von Gefässen verantwortlich sind, werden von Fachleuten mit der Abkürzung VEGF (vascular endothelial growth factor) bezeichnet. Das untersuchte Molekül, das das Wachstum von Lymphgefässen anregt, heisst VEGF-C. Ein VEGF-Molekül ist biochemisch gesehen ein Protein, also ein hochkomplexes Biomolekül bestehend aus tausenden von Atomen. Es wird aktiv, in dem es sich mit dem Ende eines anderen Proteins (dem Rezeptor), verbindet, das in der Membran einer lebenden Zelle eingebaut ist. Die Bindung von VEGF an den Rezeptor bewirkt eine Veränderung der Struktur dieses Membranproteins und die daraus folgende Strukturänderung wirkt sich innert Sekunden auch auf der Innenseite der Zellmembran aus und löst dort chemische Reaktionen aus, die zur Veränderung der Zellen führen. Im hier untersuchten Fall wird die Zelle angeregt, sich zu teilen und so am Wachstum neuer Blut- und Lymphgefässe teilzuhaben.

Damit die Kombination von Signalmolekül und Rezeptor richtig funktioniert, müssen beide die richtige einmalige Molekülstruktur haben - das heisst tausende von Atomen müssen korrekt im dreidimensionalen Raum angeordnet sein. Um diese Struktur im Detail zu bestimmen, haben die Forschenden die Moleküle an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des Paul Scherrer Instituts untersucht. Dieser Teilchenbeschleuniger mit 288 Metern Umfang erzeugt besonders intensives Röntgenlicht, mit dem unter anderem die Struktur komplexer Proteine aufgeklärt werden kann. Dazu wird das Verfahren der Proteinkristallographie genutzt, bei dem viele solcher Moleküle in einer regelmässigen Form angeordnet (kristallisiert) und anschliessend mit dem Röntgenlicht durchstrahlt werden. Dabei wird ein Teil des Lichtes in bestimmte Richtungen abgelenkt. Aus diesen Ablenkrichtungen können die Forschenden dann die detaillierte Struktur des Proteins bestimmen.

Das am PSI laufende Projekt, das zur Publikation in PNAS führte, wird vom PSI, vom Schweizerischen Nationalfonds SNF und der Schweizerischen Krebsliga unterstützt.

Über das PSI

Das Paul Scherrer Institut entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Festkörperforschung und Materialwissenschaften, Elementarteilchenphysik, Biologie und Medizin, Energie- und Umweltforschung. Mit 1300 Mitarbeitenden und einem Jahresbudget von rund 260 Mio. CHF ist es das grösste Forschungsinstitut der Schweiz.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Kurt Ballmer-Hofer, Labor für Biomolekulare Forschung, Paul Scherrer Institut, 5232 Villigen PSI, Schweiz

E-Mail: kurt.ballmer@psi.ch, Telefon: +41(0)56 310 4165 [Deutsch, Englisch]

Dr. Andrea Prota, Labor für Biomolekulare Forschung, Paul Scherrer Institut, 5232 Villigen PSI, Schweiz

E-mail: andrea.prota@psi.ch, Telefon: +41-(0)56 310 5160 [Deutsch, Englisch, Italienisch, Französisch]

Originalveröffentlichung:
Veli-Matti Leppänen, Andrea E. Prota, Michael Jeltsch, Andrey Anisimov, Nisse Kalkkinen, Tomas Strandin, Hilkka Lankinen, Adrian Goldman, Kurt Ballmer-Hofer, and Kari Alitalo; "Structural determinants of growth factor binding and specificity by VEGF receptor 2"; PNAS Early Edition, January 18, 2010

Dagmar Baroke | idw
Weitere Informationen:
http://www.psi.ch

Weitere Berichte zu: Atom Biomolekular LEBENSNERV Lymphgefässe Molekül PNAS PSI Protein Rezeptor Röntgenlicht VEGF Zelle chemische Reaktion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics